Синтетические белки разработаны для уничтожения раковых клеток

Согласно исследованию, проведенному учеными из Медицинской школы Стэнфордского университета (Stanford University School of Medicine), синтетические белки, разработанные для распознавания активных биологических путей, могут убивать раковые клетки, сохраняя при этом здоровые. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Sciencе.

Введение

Несмотря на то, что эксперименты были ограничены клетками, выращенными в лаборатории, исследователи полагают, что результаты помогут разработать все методы лечения рака, при которых синтетические белки обеспечивают целенаправленное лечение, чтобы обойти иногда разрушительные побочные эффекты существующих методов лечения.

Актуальность проблемы

Автор исследования Майкл Лин (Michael Lin) утверждает: «Мы всегда искали способ уничтожить раковые клетки и сохранить в то же время здоровые клетки. Раковые клетки возникают из-за ошибочных сигналов, которые позволяют им расти неестественным образом, поэтому мы изучили раковые клетки, чтобы перенаправить эти дефектные сигналы в противоположную сторону».

«У нас не было лекарственного средства, которое могло бы определить разницу между нормальным сигнальным путем и ненормально активным», — объясняет Лин. «Мы знали, что нам нужна лучшая стратегия, более рациональный способ лечения рака. Но у нас не было способа сделать это до недавнего времени».

Многие виды рака зависят от ряда сигналов, которые происходят от белков, называемых рецепторами, расположенных на мембране клеток. Эти сигнальные каскады или пути используются здоровыми клетками для роста в ответ на внешние сигналы, например, во время развития или восстановления после повреждения. Однако зачастую эти рецепторные белки мутируют или сверхэкспрессируются в раковых клетках способами, которые делают рецепторный белок «всегда включенным», предоставляя клетке постоянные, необоснованные сигналы для роста.

Многие распространенные противораковые препараты, включая герцептин, блокируют каскад сигналов, запускаемых активацией рецепторов. К сожалению, однако, у этих лекарственных препаратов нет никакого способа различать раковые клетки от здоровых. 

Материалы и методы обследования

Метод исследования, который ученые называют RASER, основывается на 2 белках: первый активируется при наличии сигнала роста, зачастую встречающегося в раковых клетках, а второй выполняет запрограммированный исследователем ответ, такой как запуск экспрессии генов, участвующих в гибели клеток. 

Исследователи сосредоточились на 2 рецепторах, EGFR и HER2 — из семейства рецепторов, называемых рецепторами ErbB, — которые зачастую стимулируют рост опухоли мозга, легких и молочной железы. HER2, например, является мишенью герцептина при раке молочной железы.

Результаты научной работы

Ученые разработали синтетический белок, состоящий из двух слитых вместе природных белков: один связывается с активными рецепторами ErbB, а другой расщепляет специфическую аминокислотную последовательность. Затем ученые разработали второй белок, который связывается с внутренней поверхностью клеточной мембраны и содержит настраиваемую последовательность «груза», которая может выполнять определенные действия в клетке. Когда первый белок связывается с активным рецептором ErbB, он режет второй белок и выпускает груз внутрь клетки.

«Когда рецепторный белок всегда включен, как и в раковых клетках, высвобождаемый белок-груз накапливается со временем», — говорит Лин. «В конце концов, накапливается достаточное количество, чтобы оказать влияние на клетку. Таким образом, система производит эффект только на раковые клетки».

Исследователи обнаружили, что традиционный режим химиотерапии карбоплатином и паклитакселом уничтожал все клетки без разбора. Только RASER специфически убивал те клетки, в которых путь ErbB был чрезмерно активен, в то же время щадя те, в которых активность ErbB была нормальной. 

Выводы

Несмотря на то, что предстоит еще много работы, чтобы выяснить, эффективен ли RASER при опухолях человека, исследователи воодушевлены возможностями реинжиниринга системы для распознавания других рецепторов, мутированных при раке, и обмена грузами для достижения различных результатов. Задачи включают в себя изучение того, как лучше всего доставлять синтетические белки в опухоли, и понимание того, как иммунная система может реагировать на RASER. 

«Сейчас у нас гораздо больше информации о геномике рака, передаче сигналов и о том, как раковые клетки взаимодействуют с иммунной системой», — утверждает Лин. «Наконец-то становится практичным объединить эти знания с подходами синтетической биологии для решения некоторых из этих острых проблем со здоровьем человека. RASER является как настраиваемым, так и обобщаемым. RASER  позволяет нам впервые избирательно нацеливаться на раковые клетки, не затрагивая при этом нормальные сигнальные пути».

Авторы другого исследования утверждают, что рак легких хуже диагностируется у некурящих людей.

Приглашаем подписаться на наш канал в Яндекс Дзен


 
Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Хусаинов Руслан Халилович / автор статьи
Должность - Главный редактор, автор статьей E-mail для связи - [email protected] Врач - ультразвуковой диагностики, детский травматолог-ортопед  г. Санкт-Петербург.
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: